鼓式制动器制动鼓参数化设计研究含CAITA三维及3张CAD图
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鼓式制动器制动鼓参数化设计研究附录1：外文翻译制动鼓的结构和热分析Anup Kumar and R. Sabarish摘要在经历高温和热应力提高的制动过程中，制动鼓是一个关键部件。此外，制动蹄的压力引起机械荷载.因此，分析考虑到的热应力和机械应力一起。由于组合的负载和不同的制动鼓的轮廓所以分析是不现实的，所以有必要使用有限元分析方法，以评估确切的应力分布，并确保应力值远低于允许的范围内。这里的模型是内胀式鼓式制动器。这种制动器的制动蹄是包含了在鼓和扩大向外时的制动应用。这种制动器适用于中型重型车辆.。关键词：制动鼓；瞬态热分析；稳态分析；温度分布。简介 制动器是用来使静止物体减速或减速的装置.。车辆的安全运行需要可靠制动来吸收运动部件的动能或降低物体的势能来控制汽车的运动。制动器吸收的能量以热的形式消散.。这种热能在周围大气中消散以阻止车辆运动，所以制动系统应该有以下要求：1.在紧急情况下，制动器必须足够坚固，以保证汽车在最小的距离停车.。2. 驾驶员在制动过程中必须对车辆进行适当的控制，车辆不得打滑.。3. 制动器必须具有良好的防衰老特性，即其有效性不应随着长期应用的延长而降低.。4. 制动器应具有良好的耐磨性能。制动装置：车辆的制动设备包括所有的制动系统都是为了降低车辆行驶速度，降低它的加速度加快，增加其减速率并防止车辆静止后返回。1-3。实验装置制动鼓总成制动鼓总成：相对于其他制动设计，制动鼓已被广泛应用。当制动蹄被推到与轴一起旋转的制动鼓的内表面时会获得制动力。此类型的制动器主要用于轿车和卡车的后轮，而盘式制动器被广泛用于前制动器，因为其固有更大的方向稳定性。制动鼓的底板是一个压钢板，螺栓固定在后桥壳上.。由于制动蹄安装在底板上，所有的制动力作用在底板上.4-5。制动鼓的重要要求如下：应提供具有良好耐磨性能的表面。它应该有良好的传热性。在每个制动过程产生的热量，必须立即消散到大气中，因为下一个制动过程将再次产生更多的热量。任何过热的刹车过程都会导致制动鼓扩大而造成有效踏板行程损失与制动衬片衰减。它应该有足够的强度，但质量要抱证最小。它应该能够容纳在可用的车轮空间。稳态热分析：稳态热分析是用以确定温度，热梯度，热流量和热通量的对象所造成的热负荷，不随时间变化。这些负载包括以下：对流辐射热流量热通量（单位面积热流量）热发电率（每单位体积的热流量）恒温边界稳态热分析可以是线性的，具有恒定的材料性能，或非线性，与材料性能取决于温度。大多数材料的热性能随温度变化，所以分析通常是非线性的。包括辐射效应也使得分析非线性6-10。瞬态热分析：瞬态热分析可以确定温度和其他随时间变化的热量。工程师通常使用温度以瞬态热分析计算作为输入的结构分析作为热应力评估。许多传热应用-热处理问题，喷嘴，发动机缸体，管道系统，压力容器等-涉及瞬态热分析。主要的区别是，大多数应用在瞬态分析的负载是时间的函数。若要指定随时间变化的负载，你可以使用函数工具来定义描述曲线的方程或函数，然后将函数应用于边界条件，也可以将负载与时间曲线划分为加载步骤11-13.结构分析：结构分析可能是最常见的应用的有限元方法。术语结构（或结构）不仅意味着土木工程结构，如桥梁和建筑物，但也包括海军，航空和机械结构，如船体，飞机机身和机械外壳，以及机械部件，如活塞，机械零件和工具。问题定义：原来的制动鼓已被修改应用于先前的一些功能要求。由于被修改，制动鼓的尺寸和外形都发生了变化.。由于制动鼓有一个改进的几何形状，有必要检查它在给定的负载条件下正常工作。制动鼓规格：车辆空载= 4540kg车辆载货量= 8300kg轮胎滚动半径= 389mm摩擦系数（）= 0.36制动蹄接触角= 95.5蹄宽= 20mm制动鼓内部直径= 416mm制动鼓外部直径= 470mm制动鼓宽度= 178mm制动鼓的材料特性：材料为灰铸铁b.s.1452，等级250热导率（k）= 0.0544 W / mmC杨氏模量= 1 x105 N /mm极限强度=250 N/mm2鼓的质量= 40kg对流换热系数= 0.001w/mm 20C 热膨胀系数= 9 = 10 -6/C密度= 7.822 x10-6kg/mm3比热= 410J发动机在60kmph断开（满载）的道路试验数据速度（kmph）刹车距离（m）减速度（m/s2）平均减速度（m/s2）59.7326.766.196.4060.4627.246.3860.5425.746.64应用边界条件：对流换热系数= 0.001w/mm2C 热膨胀系数= 9 x10-6 /C密度= 7.822 x 10-6kg/mm3比热= 410J热导率（k）= 0.0544 W / mmC实体造型：第一步是准备制动鼓的实体模型。这里使用固体建模软件Pro Engineer Wildfire，提供了详细的图纸。Pro - E 模型网状模型：固体70用作为一种元素。自由网格已经完成。元素大小为7.5。元素的总数为92747。节点总数为23201个。30次分析后结果：30个周期的图形结果荷载:内部温度= 100C外部温度= 35C内部温度100C耦合场分析：耦合场分析是从不同的工程学科相结合的分析（物理场）相互作用来解决全球性的工程问题；因此，我们经常提到的耦合场分析为多物理场分析。当一个字段分析的输入取决于从另一个分析的结果，分析耦合。一些分析可以有单向耦合。例如，在热应力问题，温度场的热应变节点结构领域，但结构应变一般不影响温度分布。因此，不需要迭代的禾场解之间。更复杂的案件涉及双向耦合。压电分析，例如，处理结构和电场之间的相互作用：它解决了由于施加的电压分布位移，或反之亦然。在流体结构相互作用问题，流体压力引起的结构变形，从而导致流体溶液的变化。这个问题需要两个物理领域之间的迭代收敛。带制动蹄压力的稳态边界条件：场之间的耦合可以通过直接耦合（矩阵耦合）或顺序耦合（负载矢量耦合）来完成。负载转移可以发生在表面或卷。跨域耦合可能是复杂的，因为不同的领域可能会解决不同类型的分析，在模拟过程中。例如，在感应加热的问题，谐波电磁分析计算焦耳加热，这是用在一个瞬态热分析来预测随时间变化的温度溶液。感应加热的问题是复杂的，进一步的事实，在这两个物理模拟的材料特性高度依赖于温度。中的一些应用程序的耦合场分析可能需要进行压力容器（热应力分析）、流体流动的羁绊（流体结构分析）、感应加热（磁热分析）。结果案例外部温度（C）内部温度（C）最大热应力（N/mm2）最大变形（mm）基于温度和压力的最大应力（N/mm2）13510064.9880.457132.432100200170.5540.614206.79结论从瞬态温度观察到温度随每个周期增加。这表明，冷却时间是不够冷却制动鼓的。也可以看出，温度趋于稳定状态值，这需要进一步的分析证实更多的周期数。对流协同效率（H）值的测定分析或实验预测和纳入模型将产生更准确的温度分布。设计检查已通过比较最大获得的应力，得到的分析与标准允许应力值。可以看出该设计是安全的，在给定的负载条件下的制动鼓功能正常。参考文献1. Prabhu, T.J., 2005. Design of Transmission Elements T.J. Prabhu, pp: 13-1.2. Giri, N.K., 2005. Automobile Mechanics Khanna Publisher, pp: 381-396.3. Gupta, R.B., 1997. Automobile engineering Satya Prakashan.4. Narang, G.B.S., 2003. Automobile engineering Khanna Publisher, pp: 287.5. Gupta, K.M., 2002. Automobile engineering Umesh Publisher, pp: 112.6. Heat and Mass Transfer Data Book, 2007.7.Fabrication, 2007. testing and thermal analysis of metal matrix composite brake drum. International Journal of Vehicle Design, 44: 339-359.8. Numerical and analytical investigation of temperature distribution in a brake drum with simulated defects. International Journal of Vehicle Design, 2001. 26: 146-160。9. Transient Thermoplastic Analysis of Disc Brake Using Ansys.10. Kurdi et al., 4 one of the most important steps in development oga new truck chassis is the prediction of fatigue life span and durability loading of the chassis frame.11. Cicek Karao a journal on analysis of a chassis frame with joints was performed by using software.12. Abd-Rahmin, R., M.N. Tamin and O. Kurdi, A Journal on Stress Analysis of Heavy Duty Truck Chassis using FEM.13. Sefa Kuralay, N. and Cicek Karao, a Journal on “Stress Analysis of a Tru
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